基于matlab的mpsk性能分析毕业论文(编辑修改稿)

基于matlab的mpsk性能分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

) 00 b(0) 图 26 4PSK 矢量的产生 对 4PSK 的解调也可以采用跟 2PSK 信号相似的解调方法，因此它可以看成是由两个载 相乘 电路 串 /并 变换 相干载 波产生 /2 相移 相乘 电路 相加 电路 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 9 波正交的 2PSK 信号合成起来的。 4PSK 信号相干解调的原理方框图如图 27所示。 a t0cos )(tA )(ts t0sin b 图 27 4PSK 相干解调原理图 图中，两个相互正交的相干载波可以分别分离出两个分量 a和 b，然后再经过并 /串变换器后就可以恢复原来的二进制双比特串行数字 信号 [11]。 这个方法也被称作极性比较法。 8PSK 调制解调 在八相相移键控调制中，每个码元含有 3 个比特信息，这 3个比特可以用 a,b,c 来表示。 在编码的时侯，首先要把发送端的码元序列按每 3 个比特分成一个组，再用 k 来表示它，其中相位 k 有八种情况。 所以这 3 个比特就可以组成八种组合： 000、 00 0 01100、 10 110 与 111。 图 28 所示的是 8PSK 的矢量图。 2 （ 101） （ 111） 43 4 （ 100）  （ 110） 0 相位（ 000） 43 （ 010） 4 （ 001） 相乘 低通 抽判 并 /串 抽判 低通 相乘 /2 载波 提取 定时 提取 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 10 2 （ 011） 图 28 8PSK 矢量图 8PSK 信号调制的方法跟 4PSK 类似，既可以选用相位选择法，也可以选用相乘电路法来产生。 本文主要介绍第二种方法，其原理框图如 29 所示。 )(tI b1 ka tccos 二进制 8PSK 信息 b3 信号 tcsin kb b2 )(tQ 图 29 8PSK 相乘电路法原理框图 输入的二进制码元信息序列被串 /并变换电路变成三路码元 b1b2b3，每个码元持续的时间是原来的码元持续时间的三倍，因而，对于每一路来说，总时间和原信号持续的总时间一致，以保持与信号的同步。 其中， b1和 b3被送到同相支路上的电平变换器，然后输出的电平幅度值为 ka ，而 b2和 b3被送到正交支路上的电平变换器，输出的电平幅度值为 kb。 把 ka 跟 kb 这两个不同幅度的而相互正交的矢量合成之后就可以获得 8PSK 信号。 其中，同相支路上信号的极性是由 b1 来确定的，当其分别为 0 和 1 时，同路信号的极性分别为 1和 1。 正交支路上信号的极性是由 b2 来决定的，其极性判断与 b1相同。 而同相跟正交这两个支路的幅度是由 b3 来决定的。 8PSK 信号双正交相干解调的原理框图如 图 210 所示。 电平 变换 串 /并 变换 电平 变换 载波 发生器 90o 移相 倒相 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 11 b1 b2 8PSK 信号 载波 初相 0 b3 b3xorb4 b4 载波 初相 4/ 图 210 8PSK 解调原理框图 由图可见， 这里有四个不同相位的本地载波，分别分 0，π /2， π /4，π /4，其频率与发送端载波一样。 四个不同相位的载波分别与一个周期的已调信号作乘法运算，然后进行判决。 具体的判决方法是，把所乘结果的离散数据相累加，若其和大于 0，相应判决码就输出 1，不然就输出 0。 实际上，由于作乘法运算之后的离散也为一对称的正弦离散信号，故只需取出此信号内的最大值与最小值，进行相加并判断其正负即可，这样减少了运算量。 其中， b2对应于输入二进制序列的第一位， b1则对应于输入二进制序列的第二位， 而 b3和 b4对应于第三位，第三位的取值是 b3b4求同或的值。 多进制差分相移键控 由于相位的相对性，即接收方无法通过观察 PSK接收信号来获得关于初始相位 (0相位 )的信息，这样将会 导致直接使用 PSK 进行传输时，基准相位在接收方解调时发生不确定性，这种现象称为 PSK 在传输中的相位模糊。 由于存在相位模糊，当接收方不能通过其他方式 判决 判决 判决 判决 2/ 2/ 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 12 （例如外置载波同步法）获取准确的载波相位基准时， PSK 不能直接用于数据的传输。 对 PSK 相位模糊的改进思路是：将基带数据携带在相位的相对变化上，而不是携带在绝对相位取值上。 通过对基带数据的差分编码可以实现这一目的，在接受端对解调数据相应地进行差分解码即可还原基带数据。 因此，经过差分编解码方法改进后的 PSK 调制称为差分（相对）相移键控调制（ DPSK）。 与 PSK 一样， DPSK 调制相位既可以是二元的，也可以是多元的。 常见的 DPSK 调制方式有 2DPSK(也称 BDPSK)、 4PSK（也称 QDPSK）以及 8DPSK。 2DPSK 调制解调 2DPSK 又称作相对相移键控，因为它是利用前一个码元跟后一个码元的载波相对相位的改变来表征数字信息的 [12]。 也就是说，基带信号并不是由 2DPSK 信号的相位直接决定的，前一个码元跟后一个码元相对相位的差才是唯一决定信息符号的，这与 2PSK 不同。 2DPSK 信号的产生方法：首先把表示数字信息序列的绝对码变换成相对码，即对二进制数字 基带信号进行差分编码，然后再根据相对码来进行绝对调相，这样就可以生成一个二进制差分相移键控信号 [13]。 其原理方框图如图 211 所示。 0 开关电路 )(2 teDPSK  s(t) 图 211 2DPSK 信号调制框图 差分码的编码规则是 1 nnn bab 其中， 表示模 2加， na 为绝对码， nb 为差分码， 1nb 为 nb 的前一个码元，最初的 1nb 可以任意设定 [14]。 显然，差分译码就是编码的逆过程（又称码变换），即 1 nnn bba 相干解调和码变换是对二进制 4PSK 信号进行解调的其中一种方法，即先对信号进行cosωct 180o 移相 码变换 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 13 相干解调，然后恢复出它的相对码，再经过码反变换得到绝对码，这样就可以恢复出原来的数字信息了 [15]。 因为是利用前一个码元跟后一个码元已调信号的相位改变来表征 4PSK信号的，所以它不会出现相位模糊。 也就是说，经过差分反变换后，我们总能够得到调制之前正确的绝对码，所以说， 4DPSK 并不会像 PSK 调制一样，会出现对数据传输有干扰的相位模糊。 该方法的原理方框图如图 212 所示。 )(2 teDPSK a c d e f 输出 b cos tc 定时脉冲 图 212 原理框图 2DPSK 信号的另一种解调方法，就是差分相干解调法，其解调原理框图如图 213所示。 )(2 teDPSK a c d e 输出 b 定时脉冲 图 213 2DPSK 解调框图 这里相乘器的作用是相位比较，前一个码元跟后一个码元的相位差就是用相乘之后得到的结果来表示的，再经过低通滤波，然后进行抽样判决，这样原来的二进制数码的信号就可以直接被恢复出来了 [16]。 采用差分相干解调的好处就是不需要恢复相干载波。 所以，在实际中 2DPSK 常采用这个方法进行解调。 4DPSK 调制解调 四进制相移键控 的相位有四个取值： 0o、 90o、 180o和 270o，基于与二进制相移键控同样的原因，在实际中更常采用的是四进制差分相移键控（ 4DPSK） [17]。 4DPSK 信号的产生方法跟 4PSK 很像，只是 4DPSK 要先把输入的基带信号经码变换器，由它来把绝对码变成相带通 滤波器 相乘器 低通 滤波器 抽样 判决器 延迟 Ts 带通 滤波器 相乘器 码反 变换器 低通 滤波器 抽样 判决器 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 14 对码，然后再让相对码与载波相乘，这样就可以完成绝对相移键控。 其原理方框图如图 214所示。 c )(tA a )(ts b d 图 214 4DPSK 信号原理框图 图中的码反变换电路是将双码 ab 变换为 cd，还要求由 cd 产生的 4DPSK 信号相对于ab 是 4PSK 信号，也就是说信号相移总是相对于前一相位相移 90o。 图中采用两个 4/ 相移器来代替一个 2/ 相移器，是为了用 A方式编码，下面的 4DPSK 的解调也是采用 A方式。 4DPSK 的编码规则见表 21。 表 21 4DPSK 的编码规则 a b k a b k A 方式 B 方式 A 方式 B 方式 0 0 90o 135o 1 1 270o 315o 0 1 0o 45o 1 0 180o 225o 其中， k 表示的是相对相移的值。 可以用两种方法来对 4DPSK 进行解调。 第一种是极性比较法，它的解调原理方框图如图 215 所示。 串 /并 变换 码 变换 相乘 电路 载波 产生 相乘 电路 相加 电 路 4/ 4/ 基于 MATLAB 的 MPSK 性能分析 15 c )(ts a )(。